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龙图腾网获悉中国矿业大学(北京)申请的专利一种基于热触发式固-液反应的采空区自燃主动惰化装置及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120159499B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510507680.4，技术领域涉及：E21F5/00；该发明授权一种基于热触发式固-液反应的采空区自燃主动惰化装置及方法是由周爱桃;薛鹏;王凯;杨越鑫;安靖宇;贺韦韦设计研发完成，并于2025-04-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于热触发式固-液反应的采空区自燃主动惰化装置及方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于热触发式固‑液反应的采空区自燃主动惰化装置及方法，属于煤矿防灭火技术领域，首先基于实验数据、采空区束管监测和数值模拟确定采空区高温防治区域，在设置安全裕度和考虑遗煤最大厚度的影响下确定适配的主动惰化装置启动温度，然后依据采空区遗煤厚度、孔隙率、氧气浓度场和高温防治区域面积计算出主动惰化装置尺寸和试剂填充量，最后结合单个装置的有效覆盖面积和蜂窝网格生成算法，设计主动惰化装置动态预埋点位，并在采煤工作面预埋主动惰化装置，当装置到达采空区深部的高温防护区域时，感温导流柱内石蜡遇热融化，液态试剂储罐内的硫酸铝溶液顺着导流柱流入固态反应仓和碳酸氢钠反应，生成大量CO22从排气口排出，快速降低局部氧气浓度，消除采空区自然发火隐患。该发明核心创新在于摒弃传统依赖气体扩散的被动防治模式，转而采用“感温触发‑原位反应‑定向释放”的主动防控机制，使CO22通过定向排气口直接作用于高温区域，快速降低局部氧气浓度，从源头切断煤自燃的必要条件，实现对采空区高温区域的主动识别与精准惰化，保证了煤矿开采工作面的安全生产。

本发明授权一种基于热触发式固-液反应的采空区自燃主动惰化装置及方法在权利要求书中公布了：1.一种基于热触发式固‑液反应的采空区自燃主动惰化方法，采用“感温触发‑原位反应‑定向释放”的主动防控机制解决采空区遗煤在氧化蓄热作用下产生的高温易自燃的区域难以防治的问题； 所述方法基于一种基于热触发式固‑液反应的采空区自燃主动惰化装置，包括防护笼1、固态反应仓2、液态试剂储罐3和感温导流柱体4； 所述防护笼1位于整套装置的最外层，为内部的模块化热触发式固‑液反应系统提供保护作用，该反应系统由固态反应仓2、感温导流柱体4和液态试剂储罐3自下而上的连接； 所述固态反应仓2共有三层结构，内层是具有一定耐高温的耐腐聚乙烯7，中层是隔热棉8，最外层是不锈钢外壳9起保护作用，仓体内部装有固体粉末状碳酸氢钠17和催化剂氯化钠18，腔体侧面有四个吸热排气口5，排气口内含有单向阀10，排气口内壁附有吸热涂层11，腔体顶部有四个空心螺纹杆接口12； 所述液态试剂储罐3共有三层结构，内层是具有一定耐高温的耐腐聚乙烯7，中层是隔热棉8，最外层是不锈钢外壳9起保护作用，腔体顶部有一个含有单向阀10的通气管6，保持内外压强相同，腔体内部装有硫酸铝溶液19，腔体底部有四个空心螺纹杆接口12； 所述感温导流柱体4为不规则柱体，内部含有石蜡14、引流针13和引流针固定器15，柱体两端的套式螺帽16可以将固态反应仓2和液态试剂储罐3相连接； 方法包括以下五个步骤： S1：确定采空区高温防治区域： 基于采空区束管监测系统实时采集气体温度数据和程序升温实验确定采空区煤样的自燃临界温度Tc，结合COMSOL数值模拟软件，构建采空区温度场动态模型，通过多参数耦合分析，确定自燃隐患点的空间分布，精准定位氧化蓄热高温区域； S2：确定主动惰化装置启动温度： 石蜡熔点Tm等于煤自燃临界温度Tc减去安全裕度ΔTas，并且ΔTas取2℃~4℃，但遗煤厚度h越大，蓄热能力越强，煤体内部温度上升速率加快，达到自燃临界温度所需的环境温度可能更低，因此，在相同外部条件下，厚煤区需设定更低的石蜡熔点，在煤体实际温度达到危险值前触发装置，故增加修正系数α，并且α取值为0.5℃m~2℃m，最终得出主动惰化装置启动温度即石蜡熔点的计算公式：Tm=Tc−ΔTas−αh； S3：确定主动惰化装置尺寸和试剂填充量： 综合考虑采空区遗煤厚度、孔隙率、氧气浓度场和高温防治区域的情况下，预先设计一个碳酸氢钠的试剂填充量，根据反应方程式确定其他试剂的填充量、试剂所占体积、单装置CO2生成量和装置尺寸，然后通过计算高温区域氧气浓度Ci降低到临界氧浓度CL所需要的CO2体积VCO2需和在此设计情况下的装置数量，判断装置密度的合理性，由此确定反应试剂填充量和装置尺寸； S4：确定主动惰化装置在采空区预埋的动态布置点位： 根据采空区孔隙率μ、遗煤厚度h和CO2扩散效率ϵ计算出单个装置生成的CO2有效覆盖面积Sa和有效覆盖半径R，并且ϵ取0.5~0.7，然后采取覆盖效率最优的蜂窝结构，利用蜂窝网格生成算法在不规则高温防治区域生成适配的六边形蜂窝网格，然后设计装置预埋动态布置点位，确保每个装置覆盖范围精确匹配CO2扩散能力； S5：主动惰化装置的组装、预埋和动态调整： 将碳酸氢钠和硫酸铝试剂分别装入固态反应仓和液态试剂储罐，然后将感温石蜡导流柱、固态反应仓、液态试剂储罐和防护笼组装，在采煤工作面将装置按动态布置点位预埋，当装置到达采空区高温防护区域时，如果温度到达设定温度，感温导流柱体内石蜡遇热融化，液态试剂储罐内的硫酸铝溶液顺着导流柱流入固态反应仓和碳酸氢钠反应，生成大量CO2从排气口排出，快速降低局部氧气浓度，消除采空区自然发火隐患。

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